Исследование спектроскопических характеристик многозарядных ионов методом релятивистской теории возмущений с модельным нулевым приближением тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.05 ВАК РФ

• 1 I ■'>'■

Российская Академия Наук Институт спектроскопия

Е.П.Иванова

На правах рукописи УДК 539.18

ИССЛЕДОВАНИЕ СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЙЮГОЗАРЯДНЫХ ИОНОВ МЕТОДОМ РЕЛЯТИВИСТСКОЙ ТЕОРИИ ВОЗМУЩЕНИЯ С МОДЕЛЬНЫМ НУЛЕВЫМ ПРИБЛИЖЕНИЕМ

01.04.05 Оптика

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора фиэико-ыатеыатическкх наук

г.Троицк 1992

Работа выполнена в Институте спектроскопии Российской Академии Hays.

Официальные оппонентц: доктор физико-математических неук

Ведущая организация; Всесоюзный Научно-Исследователь-

скпй институт физико-технических и радиотехнических измерений

в 14 часов на заседания Специализированного Совета Д-002.28.01 по специальности 01.04.05 - оптика в Институте спектроскопии РАН по адресу: 142092, Московская обл., Троицк, Институт спектроскопии РАН.

С диссертацией мояно ознакомиться в библиотеке Института спектроскопии РАН. Автореферат разослан

УчсниП секретарь Спсщнагааяросапного Совета

профессор Виноградов Александр Владимирович

доктор физико-математических наук профессор Лабзовский Леонтий Нахиыович

доктор фиаико-иатематичвеких наук профессор Сенашенко Василий Савельевич

Зааита диссертации

профессор

Сафронова У.И.

РОССИЙСКАЯ

5УДАРСПТ.*НЛЯ в в р л р н и р

БИБЛИОТЕКА ВВЕДЕНИЕ

.' Современные экспериментальные исследования атомов и мно-

роаарядных ионов, как правило, требуют предварительных высокоточных теоретических данных о спектроскопических константах изучаемых систем. Для адэкватного описания реальных атомных систем теоретические расчеты должны корректно учитывать электронные корреляции, релятивистские и квантовоэлектродина-мическив эффекты, а также эффекты конечного размера ядра. На протяжении более шести десятилетий происходит постоянное совершенствование методов атомных расчетов, а также разработка новых подходов к проблеме теоретического изучения атомов.

Традиционным объектом спектроскопических исследования является уровни энергий многозарядных яонов. Задача определения энергетических уровней не утратила своей актуальности и на современном этапе, в особенности это касается тяжелых атомных систем, а также высоковозбужденных состояний ионов с небольшими и средними зарядами ядер.

В настоящее время в связи с прикладными проблемами больнее значение имеят расчеты скоростей элементарных процессов, происходящих с участием ионов, а именно, процессов радиационных и безрадиационных (автононнзациотшх) распадов возбужденных состояний, диэлектронной рекомбинации, столкновнтечышх гозбуждений и ионизации, фотоионизацин, перезарядки и

1!ногочисленные прикладные/исследования, требующие больного объема информации о спектроскопических константах многоза -рядных ионов, можно условно разделить нг. три основных направления: термоядерный синтез, астрофизика, разработка новых лазе-рои, в частности, изучение возможности создания лазеров в млг- • вой рентгеновской области на переходах между уровнями кногоза-рядных понов плазму.

В последнее время в связи с применением в атомной фнамц® услорятвлей, а также благодаря увеличении модности я улучшение качества лазерного излучения в атомной спектроскопии и, в част ности, о спектроскопии высокозарядных ионов появляется новое физическое содержание, которое связано: I) с изучением все более энергетпчных процессов, 2) с повышением точности измерений, 3) с возможностью селективного воздействия нь процессы сильными внешними полями (с напряженностью порядка атомной). В атом-

ной физике становится обычной постановка задачи исследования тонких электродинамических эффектов, эффектов слабого взаимодействия электрона с ядром и эффектов ядерной динамики. Появления новых экспериментальных и теоретических идей следует ожидать, прежде всего, в физике тяжелых и сверхтяжелых атомов и их ионов.

Электродинамические поправки (собственно-энергетическая часть и поляризация вакуума) к энергиям переходов с участием К и Ь -электронов, а также эффекты конечности ядра при больших X 80 составляют величины порядка энергии связи ва -лентных электронов. Следовательно,их учет принципиален при определении набора энергетически разрешенных каналов распада состояний с вакансиями во внутренних оболочках и предсказания полной кинетики распада. Только прецизионный расчет энергий К- и С -электронов может адекватно описать ситуации в этом случае. Естественно, для планирования новых экспериментов и для извлечения полноценной информации из экспериментальных наблюдений необходим соответствующий уровень теоретических разработок. Спецификой атомной теории является то, что здесь базой для качественного анализа явлений, материалом для интуитивных построений являются результаты аккуратного численного расчета некоторых ключевых характеристик атомов или процессов. Результаты таких расчетов играют в атомной физике роль, сравнимую с ре -зультатами фундаментального эксперимента. В то же время, традиционные методы расчета к настоящему времени практически исчерпали себя. Решение качественно новых задач или значительное уточнение расчетов связано с некоторыми принципиальными недостатками традиционных методов., -и простое улучшение вычислительной техники вряд ли приведет к заметному прогрессу в этой об -ласти. Последнее замечание относится не, только к многоэлектрон-иым системам, но и к водородоподобным ионам тяжелых атомов.

Целы? .работы является I) развитие методов теоретического изучения физических характеристик многоэлектронных атомов и ионов ; задачей диссертации является усовершенствование этих ме тодов и реализация их в виде комплексов алгоритмов и программ. Работа также ставит своей целью создание специального математи ческого обеспечения в виде взаимосвязанной универсальной систе мы программ, обеспечивающих проведение массовых расчетов спект ралькых характеристик многозарлдных ионов и атомов всей перио

дической системы элементов в различных приближениях, основанных на использовании в качестве нулевого приближения реяениЯ уравнения Дирака с модельным потенциалом нулевого приближения.

2) Исследование роли электронных корреляций в ионах различных иэоэлектронных последовательностей.

3) Изучение спектральных характеристик дискретных и азто-ионизационных состояний многозарядных ионоз ряда иэоэлектронных последовательностей, имеющих важное значение для современных экспериментальных исследований. Проведение критического сопоставления вдоль иэоэлектронных последовательностей теоретических результатов настоящей работы и экспериментальных данных, что позволяет одновременно оценивать достоверность экспериментальных измерений по разбросу экспериментальных точек и качество теоретических предсказаний - по абсолютной величине отклонения теоретической кривой от кривой, проведенной через экспериментальные точки.

4) Разработка теоретических методов изучения квантово -электродинамических эффектов в атомах, а также эффектов, обусловленных объемом ядра. Создание программы расчета функции Грина уравнения Дирака с произвольным центрально-сишметричниы потенциалом и комплексной энергией.

5) Разработка программы расчета собственно-энергетической части сдвига Лэмба в атомах с произвольным центрадьносимдетркч-Ktoi потенциалом.

Показать работу программы для частного примера водородопо-добного иона с конечным объемом ядра, заряд которого Z =100.

Научная новизна. Несмотря на обилие методов расчета атомных констант и, в частности, методов, основанных на модельных потенциалах, разрабатываемый в диссертации метод является уникальным в том смысле, что он базируется на формально точной электродинамической теории возмувшний. Волновая функция одного электрона им одной вакансян над лобым остовом может определяться a, f>iL<?x¿ ; однако в расчетах систем с несколькими явазичастицами (электронами над остовом яля гак&лсиями в осто-еэ) используются точные одночасткчные энергии. Метод представляет собой альтернативу методам самосогласованных полей, и во ииогях случаях представляет дополнительную информацию, позволяющую правильно интерпретировать эксперимент.

В работе представлены уровни энергий для каздого иона десяти изоэлектронных последовательностей. Значительная часть этих результатов получена впервые ; в особенности это касается данных для высоких зарядов ядра и высоколежащих состояний.

Предшествующие расчеты вероятностей 3-3-переходов в -подобных ионах предсказывали наиболее высокие скорости для

и 2р^р -4-. V] переходов. На этих пред

сказаниях основывалась значительная часть дорогостояща экспериментальных работ по исследованию эффекта лазерного усиления плазме. В диссертации впервые показано, что скорости указанны; переходов не являются самыми большими ; этот расчет объяснил отсутствие сильного лазерного эффекта на этих переходах в экс периментах /I/ при столкновительной накачке рабочих уровней. Проведенный критический анализ предшествующих и настоящего р счетов указал на причину столь сильного расхождения теоретиче ских данных для скоростей 3-3 переходов в -подобных ио

нах.

Выполненные в диссертации расчеты 3-3 и 2-2 переходов по волили впервые предсказать, что наиболее перспективными с точ зрения лазерного эффекта являются внутриоболочечные, т.е. 2-переходы. Длина волны 0]—■2/5/яЗ& в =-2 + 2,5

раза короче длины волны 2рЗр ~ переходов, при этой скс

■рость на порядок выше скоро<

ти самых сильных 3-3 переходов.

В диссертации впервые предсказывается эффект сильного в; имодействия уровней одной четности при определенных зарядах 1 ра (там, где эти уровни максимально сближаются при изменении вдоль изоэлектронной последу'тельности). (Этот эффект иож приводить к появлению больших (до нескольких порядков) экстр мумов в функциях вероятностей переходов от заряда ядра.

В диссертации впервые представлены упрощенные синтетиче спектры диэлектронных сателлитов к резонансным переходам в г подобных ионах. Показано, что они имеют принципиально различ вид для случаев ударного и рехомбинационного механизмов засе ния. Демонстрируется сильная зависимость спектров диэлектрог сателлитов от элехтронной плотности для случая ударного ыехг ма заселения.

В диссертации предлагается оригинальный способ расчет» изотопических сдвигов и констант сверхтонкого взаимодействи!

б

суть которого заключается в тон, чтобы для определения указанных характеристик рассчитывать производные этих характеристик по радиусу ядра.

Развита новая вычислительная процедура расчета функций Гр'лна уравнения Дирака с комплексной энергией. В частности, при расчете собственно-энергетического сдвига атомных уровней понижается размерность вычислительной процедуры. Причем метод не связан с конкретный видом потенциала. Следует отметить,что трудности, связанные с традиционными вычислительный« подхода-Ш1, носят такой характер, что они вряд ли разрешимы простым увеличением модности компьптеров. Подход, развиваешь в диссертации, существенно расширяет круг численно решаемых задач на совремешшх компьютерах (а именно, возможно изучение различных состояний различных ионов, сечений, столкновений,скоростей распада атомно-ядерных систем).

Практическое. значение. Развиваемый диссертации метод в принципе пригоден для расчетов практически любых атомных констант я для исследования различных эффектов в атомах и многозарядных ионах.

Больсим практическим преимуществом метода является его экономичность (что достигается за счет использования точных одночастичных энергий при построении модельного потенциала). Высокая экономичность позволяет проводить расчет сразу для всей изоэлептронной последовательности. Такой расчет уровней энергий во многих случаях может непосредственно использоваться для отождествления экспериментальных энергий переходов.

Расчет вдоль изоэлектронных последовательностей во многих случаях позволяет судить о качестве экспериментальных измерений.

Представленные в диссертации данные по вероятностям 2-2 и 3-3 переходов в /¿е -подобных ионах могут непосредственно использоваться в кинетических уравнениях для расчета коэффициентов усиления в различных схемах накачки рабочих уровней. В этих не уравнениях в принципе необходимо учитывать и процессы диэ-лектронной рекомбинации на р/г-подобных ионах. В диссертации исследувтся спектры диэлектрошшх сателлитов, иэ которых непосредственно вычисляются скорости диэлектронной рекомбинации Для -подобных ионов. В диссертации расчет проведен для я 1?, 18, 22, 47, однако эти константы можно рассчитать по имев-

вдшся программам для любого 2 ).

Современные экспериментальные исследования энергий переходов в тяжелых многозарядных ионах 92>2>70 для /^/уЬ Сс-у/^И-,^«-подобных и т.д. выполнены с точностью, достаточной для определения из эксперимента вклада собственно-энергетической части сдвига Лэмба. Для этого теоретический результат представляется в виде суммы вкладов всех существенных для данного иона эффектов, каждый из которых должен быть рассчитан с определенной точностью. Что касается вклада собственно-энергетической части сдвига Лэмба, то во всех современных работах о» определяется не непосредственным расчетом для конкретного иона, а находится из водородоподобных данных Мора /2,3/ путем подстановки некоторого экранировочного заряда, призванного оп: сывать вклад оболочки остова в лэмбовский сдвиг. Разработка и числительной процедуры и создание программы, позволяющей непо средственно вычислять собственно-энергетическую часть для любого состояния и любого центрально-симметричного потенциала представляет большую практическую ценность. Благодаря ей становится возможным непосредственное тестирование вванейших КЭД эффектов (в т.ч. ыногочастичных КЭД эффектов) из экспериментальных энергий переходов в тяжелых шюгозарядных ионах с несколькими электронами.

Основные положения, ^сынодимце .ца^зедцту

1. Разработан теоретический аппарат для изучения физических свойств электронных оболочек атомов, основанный на релятивистской теории возмущений с модельным потенциалом нулевого приближения. Созданы вычислительные программы, реализл щие расчеты уровней энергий, вероятностей радиационных и безрадиационных распадов атомных систем с одной, двумя и тремя квазичастицами над заполненными оболочками.

2. Исследованы эффекты конечного радиуса ядра в прецизионных расчетах спектров И- и ¿С -подобных ионов. Разработан ори нальный метод изучения изотопических и сверхтонких эффехт Рассчитаны константы сверхтонкого взаимодействия вН- и I подобных ионах, включая сверхтяжелые ионы.

3. Сформулирован регулярный метод учета вклада корреляЦионнь эффектов как поправок высших порядков теории возмущений.

о полнен расчет уровней энергий изоэлектронных последовате;

ностей лития, фтора, неона, магния, железа, кобальта, меди, цинка.

4. В изоэлектронной последовательности неона исследована природа резонансного перераспределения сил осцилляторов при определенных значениях зарлда ядра. Для этой же последовательности рассчитаны радиационные времена жизни состояний и вероятности переходов между ними.

5. Выполнено моделирование "синтетических" спектров диэлект-ронных сателлитов к резонансным 3-2 переходам ъ^/е -подобных ионах. Показано, что "синтетические" спектры имеют принципиально различную структуру в зависимости от способа заселения автоионизационных состояний -подобных ионов.

6. Разработана вычислительная процедура и создана программа построения функции Грина уравнения Дирака с центрально-симметричным потенциалом и комплексной энергией. Рассчитана высокоэнергетическая часть собственно-энергетической поправки сдвига Лэмба.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения.

ВО ВВВДЕНИИ обоснована актуальность темы диссертации,сформулированы цель работы и положения, выносимые на защиту. Во введении представлен обзор современных направлений спектроскопии многозарядных ионов. Конец 80-ых-начало 90-ых годов характеризуются переходом к качественно новым экспериментальным методам исследования ; это замечание относится как к источникам, генерирующим многоэарядные ионы, так и к методам регистрации спектров. Большая часть всех исследуемых спектроскопических ионов (включая тяжелые ионы) получене. в лазерной плазме. Современные лазерные источники плазмы могут ионизовать атомы с 2~55 до//^-подобного и//г-подобного состояний. Один или два лазерных пучка установки л/0У/4 в Ливерморе (США) достаточны для образования урана в Си~,л/£ , Со-,Ре -подобных состояниях. В современных Токаыаках температура достигает величины Г^ 10 кеМ В таких источниках л/е-,¿аМр -подобные ионы могут образовываться для элементов с =60-65. В новейших установках возможно изучение изолированных многозаряцних ионов. К ним относятся установки типа пучок-фольга, создаваемые на базе ускоритечеП, облацягчшх энергией более 100 Ме^а.е.м. Значи-

9

тельно более дешевыми является источники многозарядных ионо используодие электронные пучки (EBIS, EBIT). Эти источник пригодны для измерения сечений возбуждения электронным удар состояний многозарядных ионов. Исследование внутриоболочечн переходов в атомах и многозарядных ионах, а также изучение оперативных электрон-ядерных процессов возможно на новых но ных источниках синхротронного излучения.

Большой прогресс в разработках источников синхротронно излучения открывает огромные возможности в спектроскопическ исследованиях атомов. В последнее время для измерения абсол ных сечений возбуждения электронным ударом используется ап ратура электрон-циклотронного резонанса. Столь интенсивное изучение элементарных процессов с участием многозарядных ио нов, электронов и фотонов обусловлен интенсивными исследова лми возможности генерации лазерного излучения в ВУФ и мягко рентгеновской области на переходах многозарядных ионов в пл ре. Несмотря на значительный прогресс в этих исследованиях, конченного теоретического описания этого явления до сих пор существует. Одна из причин - отсутствие надежных констант скоростей элементарных процессов в плазме, необходимых для дания законченной кинетической и гидродинамической модели.

Во введении представлен также краткий обзор методов вя ных расчетов, основанных на использовании модельных и псев; потенциалов. В настоящее время в мире насчитывается нескол! десятков групп, так или иначе связанных с выполнением расч« спектроскопических констант атомов и многозарядных ионов, пользуемые теоретические подходы условно можно классифицирс по способу определения одночастичного волнового базиса. Зн< тельная часть теоретических подходов базируется на процеду] самосогласования для определения одночастичных волновых фу! ций. Параллельно развивались статистические модели атома. 60-ые годы активно развивался метод теории возмущений (ТВ) межэлектронному взаимодействии, в котором вклады поправок представляются в виде фейнмановских диаграмм, тогда же был* дено представление рядов ТВ в виде разложения по параметру лости 1/2, что позволило представить численные результаты для одного иона, а сразу для всей изоэлектронной последова ности. Метод получил практическое применение для атомных с g числом электронов не более десяти, однако он имел большо

значение для оценки роли вкладов различных поправок (эффектов). По мере продвижения экспериментальных исследований в сторону больших зарядов ядра в методах расчетов спектроскопических констант проводится последовательный учет релятивистских и КЭД эффектов, которые, как правило, представляются в виде разложений по параметру сСЛ.

Первые попытки описать остовные электроны атома модельными (экранировочными) потенциалами относятся к 40-ым годам. За последние четыре десятилетия МЫЛ получили широкое распространение и развитие. Первоначально ММЛ возникли из-за отсутствия вычислительных малин ; впоследствие причиной, стимулировавшей развитие ЫМП, явн_лся поиск математически экономных средств решения атомной проблемы. Однако с появлением мощной вычислительной техники ШШ приобретают все большую популярность. Это связано, прежде всего, с некоторыми преимуществами этих методов по сравнению с методами, основанными на процедуре сш/осог-ласования, в которых необходимо решать проблему сходимости итераций, что но всегда удается численно, к тому же процедуры самосогласования чрезвычайно громоздки и дороги. Есть еае и принципиальная причина, заключающаяся в том, что ММЛ представляют альтернативный подход к определению волновых функций нулевого приближения и, следовательно, собственных векторов состояний, качество которых особенно важно при изучении скоростей (сечений) элементарных процессов. В дальнейших главах диссертации будет показано, что в определенных случаях именно на основе ШП возможно получение наиболее "чистых" состояний ; это дает возможность получать более достоверные теоретические данные о сечениях процессов.

В ГЛАВЕ I дано краткое изложение сути теоретического аппарата, используемого в последующих главах для расчета конкретных атомных систем. В основе метода лежит адиабатическая теория возмущений для релятивистского уравнения с центральным потенциалом. Функция состояния и энергетический сдвиг выражаются через -матрицу рассеяния. Указываются принципы диаграм-матизации матричных элементов различных операторов, вводится понятие секулярной матрицы и обсуждается ее связь с методом наложения конфигурации,'Обсуждаются методы аналитического построения модельных потенциалов нулевого приближения для различных электронных оболочек.

В ГЛАВЕ П изучаются ядерные и радиационные эффекты в спектрах тяжелых и сверхтяжелых водородоподобных и литиеподоб-ннх ионов. Ядерный потенциал и коллективное ядерное движение определяют сечения упругого рассеяния, реакций слияния, деления и деформации ядер при их столкновениях. Ядерные эффекты проявляются в спектроскопических характеристиках атомных систем. Задача этой главы состоит в создашги теоретического метода, позволявшего изучать раздельно ядерные, квантовоэлектро-диноыические и корреляционные эффекты. Подобные расчеты необходимы не только для тестирования КЭД эффектов в атоме, но и для определения критического заряда ядра атома, еще стабильного относительно роедения электрон-позитронных пар.

Принципиальное значение учета конечности ядра состоит в том, что он позволяет регуляризовать выражения для кулоновско-го я Ойленга потенциалов при Т-+0 (а значит избежать расходимости энергий состояний как функций «¿21), Для протяженного ядра всегда удается получить конечные значения констант сверхтонкой структуры. Напомним, что в случае точечного ядра интеграл магнитного дипольного взаимодействия (ВД)_2 расходится длл всех и Р1/1. состояний с 2. >119, а интеграл электрического квадрупольного взаимодействия (ИА)_з расходится всегда для Ру/2 состояний.

В этой главе исследуется роль эффекта поляризации вакууме (в приближении Ойленга /4/), а также эффекта протяженности ядра для Н-подобных ионов с 2=30-170. Расчеты проводятся длт двух моделей распределения заряда в ядре: равномерно заряженной сферы и гауссовой формы. Предлагается наглядный, экономны! и эффективный способ предел -.ления зависимостей констант от радиуса ядра. А именно, рассчитываются производные от кулонов-ского и поляризационного потенциалов по радиусу ядра И, усредненные на дираковских состояниях. Рассчитываются константы сверхтонкого расщепления, а также их производные по Н.

Критическое значение энергии связи электрона в атоме, ра ное удвоенной массе покоя электрона ЕКр ~ 1.022 МеЛ/". Если энергия Связи превышает это значение, с большой вероятностью начинается процесс рождения электрон-позитронных пар и разруш ние атома. Из результатов нашего расчета, учитывающего конеч ность радиуса ядра и потенциал Ойленга, а также с учетом собс рршю-эяергетической поправки, которая при 21=170 достигает д

16 состояния II кеУ/5/, мы определили для Н-по-

добного атома. Это значение согласуется с расчетом /б/.

- 1Лы исследовали зависимость Х^р от модели распределения заряда в ядре, от размера ядра, от величины сверхтонкого взаимодействия. При 2 =170 значение энергии 1,5 состояния в модели равномерно заряженной сферы ЕГ-^ =1.039 Не"У, а для гауссова распределения Е =1.029 Ме"\/"(КЭД эффекты и сверхтонкое взаимодействие здесь не учтены). Важной характеристикой являются также производные от энергии состояния по радиусу ядра и по 2. Для гауссовой формы распределения заряда в ядре (АЕ^/скК. = 6.14 х К)" иё\/7си ; с(ЕГ^/аХ =-32 кеУ(эти величины также рассчитаны без учета КЭД поправок).

В сложной многоэлектронном атомо одноэлектронные уровни возмущаются электронной оболочкой. Эти сдвиги мы оценивали в расчетах методом модельного потенциала. Так, при 2 =170 уровень К-электрона сдвигается вследствие экранировки Ь-, ¡.¡-оболочками нейтрального атома на дЕГц:р~45 ке"\/7 Таким образом,

| • и электронная экранировка может изменить значение 2Кр » а и"6™0» с Учетом экранировки имеем • Это значение согласуется с результатами /6' /, где получена величина изменения 21 кр вследствие экранировки внешними электронами Д 2.1.2. Отметим, что в /7/ приводится значение Д^кра2.

Для изучения КЭД эффектов в атомных системах желательно, чтобы их вклад в энергию перехода был значительным, с другой стороны важно, чтобы КЭД вклады не маскировались бы неопределенностями, связанными с расчетом "долэмбовских" вкладов, т.е. корреляционных и релятивистских эффектов, В этом смысле Н-по-добные ионы являются идеальной системой, и первые расчеты КЭД вкладов были сделаны именно для нее (см. например обзор /8/ ; сравнение с экспериментом /9/ блестяще подтвердило теоретические предсказания величины КЭД поправок.

В тяжелых атомных системах с несколькими электронами важную роль играют также ыногочастичные КЭД эффекты, т.е. взаимное экранирование электронов. Для изучения этого эффекта наиболее подходящим объектом являются переходы в /-^-подобных ионах. Это утверждение справедливо как с теоретической, так и с экспериментальной точек зрения.

Во второй главе развит теоретический аппарат для исследо-

вашш спектроскопических характеристик тяжелых и сверхтяжелых многоэлектронных атомных систем с одним электроном вне заполненного остова. Проводится расчет >уровней энергий ионов изоэлектронной последовательности лития. Расче выполнен на основе модельного потенциала остова, который стро ится на базе релятивистских функций состояния 1S, определении с учетом взаимной экранировки электронов. Волновая функция внешнего электрона находится из решения уравнения Дирака с по тенциалом, включающим модельный потенциал остова 13 , электря ческий и поляризационный потенциал шарообразного ддра; принята гауссова форма распределения заряда в ядре. Для учета корреляционных и обменных эффектов взаимодействия внешнего элек! рона с остовом используется релятивистская теория возмущений второй порядок ТВ учитывается эффективно. Проводится последовательный анализ роли эффекта протяженности ядра, а факже КЭД поправок : поляризации вакуума и собственно-энергетического сдвига. Недавние измерения величины перехода а Li -подобном ургьне /10/ отличаются от наших теоретических предсказаний /II/ на «400 см~*. Iii полагаем, что погрешност нашего расчета составляет менее + 1000 см~^ для2>60. Сто; высокая точность измерений и расчета дает возможность с большой достоверностью определять величины КЭД эффектов,' включш многочастичные КЭД поправки ; на основании этих измерений можно непосредственно судить о ядерных параметрах: радиусе, по ■ ляризуемости и, до некоторой степени, о форме распределения заряда в ядре.

В ГЛАВЕ Ш формулируется регулярный метод учета вклада корреляционных эффектов как поправок высших порядков.ТВ. ИзУ' чаются корреляционные фейнмановские диаграммы второго и выспи порядков. На рисЛ показаны диаграммы второго порядка ТВ, да) щие основной вклад в секулярную матрицу.

В

с

А

Рис.1. Основные диаграммы второго порядка.

14

А - прямая поляризационная диаграмма В - обменная поляризационная диагралша С - лестничная диаграмма Диаграммы А и В описывают межквазичастичное взаимодействие через поляризуемый остов. Диаграмма С описывает непосредственное взаимодействие квазичастиц во втором порядке ТВ. Предлагается новая (нелокальная) форма потенциала взаимодействия двух над-остовных квазичастиц через поляризуемый остов. Этот потенциал с высокой точностью аппроксимирует вклады поляризационных диаграмм А и В рис.1. Для эффективного учета непосредственного взаимодействия квазичастиц предлагается новая форма экралиро-вочного потенциала, эффективно учитывающего экранировку остова другими квазичастнцами над остовом.

В этой главе и двух последующих для построения модельного потенциала нулевого приближения мы используем эмпирическую информацию об элементарных спектрах состояний с одной квазичастицей (электроном или вакансией) над остовом. Используются энергетические уровни ионов , Со-, Си-подобных ионов.В

настоящее врем эти величины хорошо известны для многих членов серии. Для значений 21, для которых отсутствует экспериментальная информация, используются результаты аккуратной экстраполяции. Методы экстраполяции уровней энергий вдоль 2 разрабатывались нами специально /12,13/. Энергии одноквазичастичных состояний используются для построения модельного потенциала, одноча-стичных волновых функций нулевого приближения, для учета вкладов одноквазичастичных диаграмм, двухквазичастичных диаграмм первого порядка ТВ, а также для эффективного расчета вкладов некоторых двухквазичастичных диаграмм второго порядка ТВ. Расчеты магние-, неоно-, железо-, цинкоп^добных ионов показали, что элементарный учет первого порядка ТВ обеспечивает результаты того же качества, что и несравненно более громоздкий многоконфигурационный метод Дирака-Фока. Для этих же изоэлектрон-ных последовательностей исследовалась роль поправок высших порядков ТВ. Последовательное включение поправок высших порядков уменьшает рассогласование теоретических и экспериментальных данных для уровней энергии. Сопоставление проводилось для ионов небольшой кратности ионизации, для которых вклад корреляционных поправок относительно велик. Абсолютная величина рассогласования теоретических и достоверных экспериментальных значений уров-

ней энергий значительно (во многих случаях в 2-3 раза) меньше соответствующих величин рассогласований расчетов ЫСХ>Р методом. Мы рассчитываем спектроскопические характеристики каждо го члена изоэлектронной серии. Как правило, уровни энергии являются плавными 2. -функциями. Наблюдение рассогласования расчета и эксперимента вдоль .2 дает возможность судить о достоверности экспериментальных измерений по разбросу точек рассогласования теории и эксперимента. Пример такой оценки качества эксперимента можно видеть на рис.2, где показана21-зависимост рассогласования наших теоретических и экспериментальных значений уровня энергии состояния «Зр 9 £е -подобных ионов.

ласования наших теоретических и экспериментальных значений уровняЗ/э^Зс/? /ле-подобной иэоэлектронной последовательности.

Наши результаты могут быть непосредственным руководством для идентификации экспериментальных линий. Исследование эффек тов высших порядков ТВ для различных изоэлектронных последова тельностей показало их особую важность для конфигураций с вакансиями в остове. Атомные системы с вакансиями в остове обла дают характерными особенностями, которые сильно затрудняют и изучение. Волновая функция вакансии практически полностью рас положена внутри электронного остова, ее взаимодействие с осто дыми электронами очень большое. Для состояний с вакансиями в

остове корреляционные поправки играют огромную роль ; трудность их учета состоит в том, что поправки различного типа компенсируют друг друга. Отметим, что для состояний с вакансиями в остове характерна также компенсация главных релятивистских поправок. Важность включения высших порядков ТВ продемонстрирована на примере состояний конфигурацин-З/3 Зс! подобных ионов стронция. Для 5гхШ расчет лишь в первом порядке ТЗ дает неверный порядок следования уровней *РЛ и // ; включение высших порядков исправляет ситуацию и повышает точность расчета.

В главе 1У релятивистская ТВ с модельным потенциалом нулевого приближения используется для расчета первых 72-ух возбужденных уровней энергий л/е-подобных ионов ; рассматриваются следующие состояния:{¿г&ЪрЪС; {5ггзг2РЧе,^г222Р Ъе, (¿"=0-2). При этом рассчитываются вероятности радиационных распадов Е1, III, Е2, 112, ЕЗ, Ю, М4 этих состояний в основное состояние. Рассштрвкл'все ионы для 16 2 ¿92. Состояния с возбуждением электрона в оболочку м=4 рассмотрены до 2 =66. Проводится наглядное сопоставление с экспериментальными данными и результате^:! расчетов других авторов. Исследование каедого члена последовательности позволило обнаружить экстремумы в функциях вэроятноствй радиационных распадов от 2Г, причем в области экстремумов результаты расчета особенно сильно завиясят от метода расчета. В этой главе исследована природа возникновения указанных экстремумов. Они обусловлены изменением вдоль 2 взаимного расположения уровней,в,некоторых случаях - их "пересечением". Эффект сильного взаимодействия уровней одной четности для тех значений 1. , при которых происходит сближение уровней н изменение их взаимного положения вдоль изозлектронной последовательности, приводит к резкому перераспределению компонент собственных векторов состояний (т.е. к перераспределения сил осцилляторов переходов). В результате резкого перераспределения компонент собственных векторов состояний возможно появление разрывов в функциях энергий состояний от 21 .

В настоящее время наблюдается значительный прогресс в исследования возможности создания коротковолновых лазеров на Зр-ЗЗ переходах х!е-подобных ионов. Предварительные теоретические оценки предсказывали наибольшее ( ^ 15 см-*) усиление на переходах 2р^5р ^»¿поцобных ионов (2<26) в иониза-

ционно-столкновительном режиме накачки рабочих уровней вследс^-

Eise высоких вероятностей радиационной очистки нижних 2р -3£ i,2pj состояний. Предсказания высоких значений коэффициентов усиления основывались на расчетах вероятностей радш wciüüux Зр-2>£ и 2>d-bp переходов, которые в^ большинстве

снос:.: давали для переходов

г:;ачс«;:л вероятностей, в несколько раз превышашие вероятное vü других переходов серии -Ьр --3-S. В диссертации на примере радиационных времен жизни уровней 77 ХШ проводится критически,'! слалпэ результатов различных методов расчета и сопоставление с экспериментальными измерениями времен жизни. Для переходов

указывается на принципиальное отличие наяих результатов, полученных на релятивистском базисе ст соответствующих результатов, полученных на нереля-тизистскоы базисе. Количественное различие ( а- в 4 раза) вс личин вероятностей указанных переходов в разных теоретичесш гг.-.-.ходах, объясняется различием состава собственных векторо]

3 диссертации представлены результаты расчетов времен хи'.зни, коэффициентов ветвления в доминирующий 3-3 или 2-2 ш нал распада, а также длины волн доминирующих переходов для ионов jJc.-подобной последовательности. На нал взгляд весьма перспективными с точки зрения генерации лазерного усиления являются переходы между состояниями вакансий 2s -2р . Пер< ходи кеэду состояниями вакансии имеют в несколько раз меныщ длину волны, нежели 3-3 переходы. Кроме того, состояния Zs2.pt3S (С =0,1) с очень высокой вероятностью распадаются в нижнее состояние ¿p^JSt/a. ( у =1), причем этот канал распада является доминирующим. 11ы полагаем, что этот перехо; в We -подобных ионах может обеспечить высокий коэффициент у< ления как в оптическом, так и в столкновительноы режиме нак< ки верхнего рабочего уровня.

Отличительной особенностью /Je. -подобной серии является i иенение вдоль Z взаимного положения уровней противоположне четности. При определенных значениях 21 (в области Z 35) происходит тесное сближение уровней конфигураций 2ру%Зр и . Мы полагаем, что в определенных Z. -облас

некоторые из этих состояний различной четности могут испытывать сильное смешивание под влиянием внешнего электрическое поля. В этом случае подстройка внешнего электрического поля •!огла бы служить инструментом для управления процессом кине^

ки заселения рабочих уровней в Ve -подобных ионах.

ГЛАВА У посвящена исследованию процесса диэлектронной рекомбинации на ионах изоэлектронной последовательности неона. Здесь на основании наших расчетов и результатов программы YODA (метод 1.!СДЮ /14/ выполнено моделирование упрощенных синтетических спектров диэлектронных сателлитов к резонансным 3-2 переходам в /^-подобных ионах. Спектры диэлектронных сателлитов порождаются 3-2 переходами с автоиониэационных уровней Уес-подобных ионов. Для Va -подобных ионов хлора,аргона, титана и серебра выполнен расчет уровней энергий, вероятностей радиационных п автоионизациошшх распадов, веется более 400-т электрических дипольных переходов из дважды возбужденных состояний //«• -подобных ионов в нижние is*2s22p-lC состояния. Порождаемый ими спектр представляет суперпозицию большого числа линий разной интенсивности. Сопоставление всех констант настоящего расчета с данными /14/ для Ла-подобного серебра показало довольно близкое согласие длин волн и вероятностей радиационных переходов ; однако наблюдается больиое расхождение вероятностей автоионизационного распада. В этой главе показано, что причина расхождения вероятностей автоиониэационных распадов двух расчетов связана с различие» состава собственных векторов двух расчетов дважды возбужденных состояний /^í-подобных ионов. При моделировании синтетических спектров диэлектронных сателлитов х/е-подобного серебра это различие проявляется слабо. На основании двух расчетов показало,что синтетические спектры имеют принципиально различную структуру □ зависимости от способа заселения автоионизационных состояний sfa -подобных ионов: а) захватом электрона Ve-подобным ионом (диэлектроннал рекомбинация) или б) прямым столкновителышм возбуждением Va-подобного иона. Для случая столкновительного возбуждения демонстрируется сильная зависимость спектров диэлектронных сателлитов от электронной плотности.

Для автоионизационных состояний /vfo-подобных ионов с небольшим Z наблюдается гораздо большее рассогласование результатов расчетов всех констант двумя методами. Обсуждается способ экспериментальной проверки качества построения теоретических синтетических спектров диэлектронных сателлитов к резонансным переходам в -подобных ионах. Предлагается использовать методы пучково-пленочной спектроскопии для регистрации кпянтовнх гы-

19

ходов флуоресценции автоионизационных состояний //«Я. -подобных ионов ; эти методы могут быть полезны при оценке точности теоретических расчетов длин волн, вероятностей радиационных и безрадиационных распадов.

В ГЛАВЕ У1 развит метод численного расчета релятивистской функции Грина (ф Г) уравнения Дирака (УД) электрона. Рассмат -ривается релятивистская ФГ электрона в центрально-симметричном поле ядра. Принята гауссова форма распределения заряда в ядре. Рассматривается случай комплексного энергетического параметра (энергия электрона в виртуальном состоянии). Такая ФГ типична в теории рассеяния, в частности, в тех задачах, где существенно наличие резонансных состояний. Наличие центральной симметрии у поля позволяет отделить угловые и радиальные части. Для угловых частей хорошо известны аналитические способы их вычисления. Проблемы связаны с радиальной частью. Радиальная ФГ строится, как обычно, из двух фундаментальных решений радиального уравнения Дирака. Последние в аналитическом виде известны лишь дл». кулоновского поля. Мы излагаем оригинальную процедуру численного решения этой задачи с определенной выше степенью общности. В качестве дополнительного результата, для выбранного потенциала ядра найдены рекуррентные соотношения для коэффициентов ряда Тзйлора радиальных функций - решений уравнения Дирака. Эги разложения эквиваленты аналогичным-разложениям для функций Уиттекера, представляющим аналитическое решение урав -нения Дирака с потенциалом ютечного ядра. Дана схема дальнейшего изложения, введены основные определения и общие понятия.

Перьое 4ящьментальное решение уравнения Дирака [д} регулярно в начале координат и расходится при а-г*"° ; второе фундаментальное решение регулярно при т.-*•«»«> и сингулярно в начале координат. Стартовое значение для первого решения(при не котором иьлои значении аргумента) определяется подстановкой в уравнение ряда Тз!1 юра.для искомого решения. Второе решение£Ц| определяется та к ни способом только с точностью до регулярного в нуле с лагаем а о • Существует единственное значение

|;о:1.[.|ицнентй "С", при котором комбинация (д } С [4] Р0ГУ

иярна дня I-»«« . М,.1 ,)дом последовательных прогонов (итераций) ¿прелеляе/-,-п ко • {|иииьнт "С". В принципе, достаточно одной ите-1 .»ii.ni!. Ь щ ни пм=!-|:!-)М расчеть иоьторнне прогони нужны для ком -¡¡.-¡II! 1 |; ( г и ышолн&шш арифметических операций компыо-

тером. Число необходимых итераций зависит от качества выполнения. этих операций.

Определены первые члены ряда Тэйлора для потенциала яц-ра и обоих фундаментальных решений. Найдена рекуррентная формула для коэффициентов ряда. Разумеется, для второго решения по этой формуле можно найти только первые члены ряда, имевши" низший порядок по сравнению с примесью первого решения Использование максимально "длинного" ряда существенно для ели нения требований к качеству выполнения арифметических опера -ций. , „

Наряду с вронскианом уравнения Дирака Лл/~= р(г -рб введена другая квадратичная комбинация^ радиальных компонент двух фундаментальных решений V/" = Р(5 + Рб -"антивронскиан". Это - конечная функция с простой асимптоти -кой при т.-*00 . Второе фундаментальное решение можно

выразить через первое фундаментальное решение и антивронскиан. Для антивронскиана также написано ДУ, которое, в принципе, заменяет ДУ для второго фундаментального решения. Это регуллри-эует процедуру вычисления второго фундаментального решения. Рассмотрены принципы вывода всех интегрируемых функций на их асимптотики при больших значениях аргумента. Это - принципи --альный момент при интегрировании ДУ для неустойчивых решений. Расчет фундаментальных решений контролируется двумя условиями:

1. Вронскиан ДУ ЛЛ/~= - Гб =

2. "Антивронскиан" при мг~= рб Рб ~-</А

Сформулирована ТЕОРЕМА о выстраивании цепочки неравенств

для производных интегрируемой функции. Эта теорема позволяет дать критерий ранней диагностики расходимости численных решений. Критерий используется для определения параметров вычислительной процедуры.

Э задаче о вычислении высокоэнергетической части сдвига Лэмба фигурирует ФГ с чисто мнимым энергетическим параметром 1 £ и с угловым квантовым числом , которое принимает значения + I, +2, +3,...

Далее рассматривается пример частной физической задачи, для решения которой используется развиваемый здесь метод. Проведен расчет собственно-энергетической части сдвига Лпмба для водородоподобного иона ( =100)с гауссовым распределением электрического заряда внутри яцра.

В данной работе ыы использовали теоретический подход развитый в раб,/2/, основанный на ковариантной процедуре перенормировки. Собственно-энергетической части соответствует диаграмме Фейнмана на рис.3. В соответствующем матричном элементе проведена процедура

регуляризации Сейнмана. Ин- __

ты'ркровшше проводится по ч -

энергетическому параметру^ Рис.3

электронной СГ. Для проведения расчетов удобным оказалось деформировать контур интегрирования в комплексной плоскости. После деформации контура в интеграле по энергии виртуального ротона выделяется высокоэнергетическая Е^ и низкоэнергетическая часть Вклады Ejj и Е^ соответствуют двум частям этого деформированного контура: бесконечному [- L00 , î 00 J для Е , и двум конечным интервалам и

[Е -L0 о] ^без пересечения отрезка [0,ЕЛ1 для EL .

Нд Е ' = El - Е„ (А) - (i/AV 2} )(3/2 * Ы (А ЗА) ■<£> А—

дё: содержит виртуально логарифмические расходимости в двух чл<

нал, кэторые, разумеется, компенсируются при А-*00 В прш ципе, логарифмическую расходимость можно выделить аналитическ1 /2/. Liu считаем, что с точки зрения численного расчета эта процедура не является обязательной. В настоящем расчете сохранена слабая логарифмическая расходимость в отдельных членах. Это позволяет, как отмечалось,упростить вычислительную процедуру. В нашем расчете формула для сдвига дЕГ запрограммирована непосредственно. Численная компенсация логарифмических частей в промежуточных выражениях чревата лишь потерей точное-ти. Однако в данном случае мы имеем дело со слабой логарифмической расходимостью и ее компенсация не является главным источником ошибок б окончательном результате.

Виеоко^нергетическая часть представлена суммой радиальны, инте! рал о в угловыми коэффициентами, выделены вклады кулонов спой и мании null части межэлектронного взаимодействия. К рас-'leiy пил и.Vjiie ¡логической части полностью применим изложенный BUjJi; ш:гоц, Здесь, однако, возникает упрощающее обстоятельств' сьн.змпюс с цЫ!сгвигельш>сгыо энергетического параметра функции I 1 ims j/a обстоятельство позволяет факторизовать "операт ьин" h ищ.едепении радиальных интегралов, что имее 1-1' •• и•!.»!«• "'if- iî:i *и». В :»том случае суммирование по вирту

альным состояниям дираковского электрона и интегрирование по одной координате " " в радиальном интеграле можно совместить. При этом искомый радиальный интеграл представляется как однократный интеграл от комбинации дираковской функции изучаемого электронного состояния и некоторой функции Ф, которая представляет решение неоднородного уравнения Дирака с известной правой частью. Функция Ф тесно связана с радиальной ФГ уравнения Дирака. Ее применение так же, как и применение ФГ позволяет отсуммировать виртуально расходящиеся вклады теории возмущений, специфичные для систеьщ с дальнодействующим потенциалом.

Кая и при расчете высокоэнергетической части, вся задача сводится к решению системы обыкновенных ДУ. Хотя метод Далгар-но тесно связан с методом ФГ, он имеет самостоятельное значение. В теории многоэлектронных систем этот метод позволяет решать некоторые задачи, в которых непосредственное применение метода ФГ неэффективно. В частности, применение метода ДУ позволяет "расцепить" многократные интегралы в поправках высших порядков. Основным моментом метода ДУ является формулировка принципов отбора правильного решения при различных значениях энергетического параметра 5 : I) £ принадлежит области между двумя континуумами и совпадает с энергией одного из связанных состояний,. 2). ^ принадлежит области мезду двумя континуумами, но не совпадает с энергией какого-либо связанного состояния, 3) £ лежит в одном из континуумов, в верхнем или нижнем.

В данной работе приведены аналитические выражения и алгоритм расчета Е^ по методу Далгарно.

Фотонная ФГ, фигурирующая в задаче о сдвиге Лэмба, выражается через функции Бесселя первого и третьего типов так же,как электронная функция Дирака через два фундаментальных решения уравнения Дирака. В задаче вычисления Ен фигурируют функции Бесселя с комплексным энергетическим параметром. Отличие состоит в том, что здесь для второго фундаментального решения задача построения стартового значения (при малом Т ) решена аналитически (известно такое решение). Однако, применение стандартных процедур вычисления функции Бесселя в нашей задаче неизбежно привело бы к увеличению размерности всей процедуры.Для вычисления функций Бесселя применена буквально та же вычислительная метод1'.ра.что и для вычисления функций Дирака, включая

метод регуляризации процедуры и принцип вывода функций на асимптотики. Это демонстрирует универсальность подхода.

Все ДУ: уравнения для электронной ФГ, уравнения для фотонной ФГ и уравнения для искомых радиальных интегралов составляет одну систему обыкновенных ДУ. Вычисление стартовых значений для всех функций и принципы подавления расходящейся компоненты решения составляют главный момент метода.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В целом диссертация содержит решение большой научной проблемы ; в ней развивается метод модельного потенциала в рамках КЭД подхода для определения обширного набора спектроскопически) констант (уровней энергий, длин волн, вероятностей радиационные и безрадиационных распадов), необходимых для интерпретации экспериментально наблюдаемых спектров высокотемпературной плазмы, для построения теоретических моделей лазерного усиления в ВУФ и мягкой рентгеновской области на переходах ыногозарядных ио нов. Развиваемый метод необходим для количественного разделени. КЭД и ядерных эффектов. "*

Основные результаты диссертации состоят в следующем:

1. Развит метод расчета атомных характеристик, основанный на явантовоэлектродинамической теории возмущений. Основой вычислительной процедуры расчета скоростей распадов атомных состояний является энергетический подход КЭД'теории,

2. Найден прецизионный модельный вцд поляризационного потенциала Ойленга. КЭД поправка на поляризацию вакуума любого состояния рассчитывается без увеличения размерности вычисли -тельной процедуры.

3. Создано математическое обеспечение в виде взаимосвязан мой универсальной системы программ, обеспечивающих проведение массовых расчетов спектральных характеристик ыногозарядных ионов и атомов.

4. Выполнены прецизионные расчеты Н- и Ы -подобных ионос включая тяжелые и сверхтяжелые ионы. На основании этих расчетов (с использованием современных высокоточных измерений переходов в -подобном уране и других тяжелых ионах) возможне тестирование многочастичных КЭД эффектов, эффектов, связанных с кснечньи размером и поляризацией ядра,релятивистских и кор-рышционних эффектов.

о

5. Развит метод изучения изотопических сдвигов, основанный на расчете производной энергии состояния по радиусу ядра ; при этом размерность вычислительной процедуры не увеличивается. Этот же метод используется в расчетах изотопических пф -фектов для других атомных констант. Исследозаны величины сверхтонких взаимодействий з Н- и Ь»£.-подобных ионах, включал тяжелые и сверхтяжелые ионы. Для них рассчитаны константы магнитного дипольного и электрического квадрупольного сверхтонких взаимодействий.

6. Критическое значение заряда ядра по отношению к процео су рождения электрон-позитронных пар, определяемое конечностью радиуса ядра и КЭД эффектами, 2.^-170. В диссертации показано, что в многоэлектронном атоме учет экранировки К-электрона Ь- И М-оболочками может изменить значение ; а именно,с учетом экранировки 2кр=171.

7. Разработаны методы эффективного учета поправок высших порядков теории возмущений в расчетах уровней энергий атомных систем с двумя и более квазичастицами над остовом. Получено выражение в нелокальной форме поляризационного оператора, описывающего взаимодействие внешних квазичастиц через поляризуемый остов.

8. Выполнены расчеты уровней энергий ионов изоэлектронных последовательностей фтора, неона, магния, железа, кобальта,меди, цинка. Расчеты выполнены для каждого члена последовательности, включал тяжелые ионы, Рассматриваются несколько конфигураций, включая высоколежащие (сжспериментальной точки зрения) состояния. Представленные в диссертации данные могут непосредственно использоваться при расшифровке экспериментальных спектров многозарядных ионов. На основании этих данных выполнен критический анализ экспериментальных уровней энергии Ид-, г4е-.1в- и2п- подобных ионов.

9. Рассчитаны вероятности переходов и радиационные времен« жизни в ионах изоэлектронной последовательности неона. Изучены характерные особенности изменения вдоль 2 взаимного расположения уровней и связанные с ними эЭДекты резонансного взаимодействия состояний. Последние эффекты выражаются в появлении экстремумов в функциях вероятностей переходов от ,2 .

10. Рассчитаны спектроскопические константы для построения спектров диэлектронных сателлитов к резонансным 3-2 переводам г

i-Je-подобных ионах: длины волн, скорости радиационных и автоионизационных распадов дваждывозбужденных состояний |4а-подо-бных ионов. Для стационарных населенностей возбужденных уровней г-1е - и ría -подобных ионов построены синтетические спектры дизлектронных сателлитов. Демонстрируется различие струн туры спектра дизлектронных сателлитовдля двух механизмов заселения дваждывозбужденных уровней /Va-подобных ионов: захватом электрона на Ve -подобный ион и возбуждением электронным ударом Va-подобного -мона. Для случая ударного возбуждения показана сильная зависимость структуры спектра /^электронных сателлитов от электронной плотности.

II. Разработан метод,алгоритм и вычислительная процедура численного построения релятивистской функции Грина уравнения Дирака с произвольным центральным потенциалом и комплексной энергией. Рассчитана высокоэнергетическая часть собственно-энергетической поправки сдвига Лэибь для Н-подобногс нона с ядром конечного радиуса н 2L >100

РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В ИЩУЩИХ РАБОТА]

1. Иванова E.H. Функция первого порядка теории возмуиеннй Д1 иногоэлектронного атома //Препринт № 27-Ыосква, 4ИАН-197«

2. Ivanova K.P., ¡Jafronova U.I. Perturbation theory .in calcu lution of atomic energy levels // J.Phye.ll: Atoia.llolec. Piiye. - 1975 - v.U, H«10 - p.1591-1602. '

3. Гогава А.Л., Иванов Л.Н., Иванова Е.П., Калин к кн А.Н. Theoretical inveutigation of Li-like iono energy etructur Heavy and euperheavy iona

//Препринт » 22-ИСАН, Троицк, Моск.обл. -1986-56 стр.

4. Ivanov i.It., Ivanova K.P., Aglltek.il E.V. Modem trends In the epectroacopy of multi-charged ions // Phyo. Report - 19UB- v. 164. Ii в Ь - p.315-375.

Ь. Иванов Л.11., Иванова К.П., Калинкин А.Н. Ядерные и радиа ционные эффекты в спектрах тяжелых м сверхтяжелых водоро доподобных ионов // Ядерная физика - 1985 - Т.42, # 2 -стр. 355-361.

6. IV íw*uv I..1J., Ivanova K.P., Kononov Ы.Уа, , Chnrllov í-í.íi. i:iifcit,7 lovtilij of the 41J and 51J utatnu for üu-liko ioriu; L;<1 С I biiL-nt eri'l i;ul cu la t loiui // PlijB . Scripta - 19Ub -v .33, il^ ■ p. 10 1-405.

7. Дрикер М.Н., Иванова Е.П., Иванов Л.Н. Прецизионный расчет энергий тяжелых водородоподобных ионов//Опт.спектроск. -I983-t.55, » 2-стр.224-228.

8. Гогава А.Д., Иванов Л.Н., Иванова Е.П. Ядерные и электродинамические эффекты в спектрах ^-подобных ионов//Извес-тия АН СССР (сер.физ.)-1986-т.50, » 7- стр.1349-1355.

9. Глупков A.B., Иванова Е.П. Расчет спектров фтороподобных

и неоноподобных ионов методом релятивистской теории возмущений с модельным нулевым приближением//Сб."Спектроскопия. иногозарядных ионов", Яаучя.Совет по спектроскопии АН СССР -Носква-1985-стр.б-б0.

10. Гогава А.Л., Иванова Е.П. Энергии рентгеновских переходов в тяжелых н*-подобных ионах//0пт.спектр. -1985-т.59, №6

- стр.1310-1314.

11. Гогава А.Л., Иванова Е.П. Расчет ца-подобных спектров-сателлитов к 2-3 переходам в Ne-подобных ионах//Сб."Спектроскопия автоионизационных состояний атомов и ионов",Научн. Совет по спектроскопии АН СССР-Москва-1968.

12. Ivanova Е.Р. , Tairekidze U.A. The effect оt atonic core polarization on the atatee with vacanciea in the core. Iaoelectronic sequence of iron // Phyo.Scripta - 1986 -▼.34, N2 1 _ p.35-45.

13. Гурчумелия А.Д., Иванова Е.П., Цирекидзе U.A. Релятивистский метод модельного потенциала в исследовании энергетической структуры Спподобньгх ионов//Вестник АЛ Груз.ССР-1985 -т. 118, ф 2-стр.505-508.

14. Иванова Е.П., Цирекидзе Т.А. Эффекты высших порядков теории возмущений в методе модельного потенциала.Сб.Совета по спектроскопии-Иосква-1983.

15. Ivanova Е.Р., Ivanov L.N. , Glushkov A.V. , Kraraida A.E.

High order corrections in the Helativintio Perturbation

theory with model zeroth approximation. Kg-like and Пе-like ions// ihya.Scripta - 1905 -v.32,na 3 - p.513-522.

16. Гурчумелия А.Д., Иванова Е.П., Цирекидзе М.А., Цирекидзе Т.А. О релятивистском расчете энергетического спектра Zn -подобных высокоэарядных ионов//Известич НУЗ-ов,Сер.фиэ.-1985-т.28-стр.99-105.

17. Ivanova K.P., Ivanov Ii.II. , Gurchumelyo A.D., TsirekidBe M.A., Teirekidze T.A. Correlation effects in heavy raulti-

electron ions represented by 4-4 transitions In £n-like isoelecti-onic sequence // J.Phys.B: Atom. Uoleo. Phys. -1985 - v.18 - p. 1467-1482.

18. Ivanova E.P., Ivanov L.H., Tsirekidze U.A. Energy levels of llg-like lone calculated in the model potential relati-vistic perturbation theory 2=25 - 80 // Atom.Data Nucl. Data Tables - 1986 - v.35, N»2 - p.525-531.

19. Глушков A.B., Иванова Е.П. Метод модельного потенциала в исследовании структуры спектров Не -подобных ионов//Сб."Актуальные проблемы спектроскопии", Конференция соц.стран по спектроснопии-Ыосква-1984.

20. Иванова Е.П. Низколежадие автоионизационные состояния вы-сокозаря.дных ионов//Труды П-ого всесоюзного семинара "Авто-ионьзационные явления в атомах" - Ыосква-1960.

21. Ivanova Б.F., Glushkov A.V. Theoretical investigation оf spectra of multi-charged ions of F-like and Ne-like iso-elei.tronic sequences // J.Quant.Spectroso.ßadiat.Transfer

- 1986 - v.36,N»2 - p.127 - 142.

22. Гогава А.Л., Иванова Е.П., Цирекццзе U.A. Высоковозбужденные уров ни энергии в Не -подобных ионах Ar IX-Uo XXX11I// Опт.спектр.-1988-т.64,*4-с тр.72б-730. -

23. Ivanova E.V., Gulov A.V. Theoretical investigation of neon iaoelectronic sequence // Atom.Data Nucl. Data Tables - 1991 - v.49, H* 1 - p.1-64.

24. Гулов A.B., Иванова Е.П. Теоретические исследования спектроскопических характеристик ионов изоэлектронной последовательности неона//Спектроскопия многоварядных ионов в горячей плазие-иосква,Наука-1991-стр.31-52.

¡>5. Aglltakll E.V., Ivanova E.V., Vaiilu A.M., Safrimova U.I. , Valiistein L.4., »yart J.-У. Investigation of the spectra of ill pol e 2-3 ti iuial tlone in Ne-llke ions (Z»36 - 9?) // Ibyu.».jilfia - 19Ö9 - V.40.N8 I - p.601-609.

ki iihiitnil t;.Ь. ,U»t,HiJiieliit Л.А., И»ачо»и E.II. , Пеним A.M., (.'»¡J ч!:»» У.I!,, У in I uii С.А. Исслецпмми» спектров ди-

польных 2-3 переходов ионов изоэлектронной последовательности неон« (Z=36-92) // Изв.АН СССР, сер.физ. - 1909 -т.53,$9 - стр.1661-1671.

27. Глушков А.В., Иванова Е.П. Новый метод определения потенциалов ионизации атомов и ионов со спектроскопической точ ностьп//Опт.спектр.-1985-т.58-стр.961-963.

28. VIdolova-Angelova Е.Р., Ivanov L.H. , Ivanova Е.Р., Angelo»

D. Relativistle perturbation theory method for investigation the radiation decay of highly excited manyelectron atomio states. Application to the Ta atom // J.Fhys. B: Atom.Molec.Phyo» - 1986 -v.14 - p.2053-2069.

29. Гогава А.Л., Иванова Е.П. Радиационный распад в основное состояние Еысоковозбудденных состояний иопов изоэлвктронной последовательности неона//Опт.спектроос-1989-т.66,!Г5 -стр.980-983.

30. Gulov А.V., Ivanova В.Р. Radiative life tinea of 2p53p,

2p53d otatea in He-like ions // Phye.Lett. A - 1989 -y.140,Nai _ p.39-43.

31. Гу*оа A.B., Иванова Е.П., Срзтенсзая Д.Л. О точпостя р«а-40T0D вероятностей переходов в шюгозарядных ионах//в кн. "Теория атоыов и .атошых спектров"х -Всесоюзная конферен-ция-1989-г.Томск-стр.52.

32. Иванова Е.П., Гогава А.Л., Иванов Л.Н., Сретенская Н.Л. Запрещенные радиационные 2-3 переходы в ионах изоэлвктронной последовательности неона//Опт.спектр.-1989-т.67, Ю-стр.505-509.

33. Гулов А.В., Иванова Е.П. Радиационные времена жизни уровней в Iie -подобных ионах/Араткие сообщения по физике ЙИАН-1989, № II - стр.21-23.

34. VIdolova-Angelova Е.Р., Gulov A.V., Ivanov L.n., Ivanova

E.P. Relativistio perturbation theory with nodel zero approximation for the calculation of radiative decay probabilities in atomio systems // Abstracts of XXVI Colloquium spectroscopicua Internationale, Sofia - 1989- v.5,A-12-p.85.

35. Gulov A.Y., Ivanova E.P. Distinctive features of neon iso-eleotronio sequence, 31-31* and ?s-2p transitions //B kn. "Short wavelength lasers and their applications"-' Workshop

of the conference In Samarcand - 1991, 36. Иванов JUL, Иванова Е.П., Заридзе Г.Г. Функция Грина уравнения Дирака с центральным несингулярным потенциалом и комплексной энергией//Известия ВУЗ-ов, физика - 1990 -т.33, Р8 - стр.34-42.

АПГ1Р0БАЦИЯ ДИССЕРТАЦИИ

Реэу:ьтаты диссертации докладываясь на следующих конференциях :

IX Всесоюзный съезд по спектроскопии, г.Томск, 1983 (2 докл.) ;

IX-ая Всесоюзная конференция по теории атомов и атомных спектров, Ужгород, 1985 ( 4 докл.) ; Ш-ий Всесоюзный семинар "Ав-тоионизеционные явления в атомах", Москва, 1986 ( 3 докл.) ; 1-ый Соьетско-Британский симпозиум по спектроскопии иногоза-рядных ионов, Троицк, 1986 ( 2 докл.) ; 3-ий Советско-Бритснский симпозиум по спектроскопии многозарядных ионов, Москва, 1991 ; . Всесоюзный семинар по теории атомов, Тбилиси, 1988 ( 2 докл.) ; Всесоюзная конференция "Квантовая метрология и фундеаенталышо физические константы", г.Ленинград, 1988; Всесоюзная конференция "Теория атомов и атомных спектров", г.Томск, 1989 (2 докл) Международный коллоквиум по спектроскопии, Болгария, 1989; 4-е Всесоюзное совещание "Автоионизационные явления в атомах", Шсква, 1990 ; Международная конференция "Коротковолновые лазо-рм и их применения", г.Самарканд, 1990 ; Международная конферен цня Ей ЛЯ, Уписала, Швеция, 1990; Всесоюзная конференция "Теори, атомов и атомных спектров" г.Ростов-Валнкий, 1990; Всесоюзный семинар "Теория атомов и атомных спектров" г.Суздаль, 1991 (2 докл.).

ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

I. Ччгьч Ы.II. et.al. Exploding foil technique for nchlvlng a eoft I-ruy laser // Phyo.Hev.Lett. - 1985 -v.54,H02 p.106-I 10.

<\ liobi К J. 3«1Г-energy radiative corrections In hydrogenlike eyjttua // Ann.Pliye. - 1974 - v.B8 - p.26-68. Johnjou A R snl Boff a. 1'he I/usb ehlXt In Hydrogen-like

atoms, 1 $.ZC110 11 Atom.Data Huol.Data Tables - 1985 - v.33

- p.405-446.

4. Uehling E.A. Effect.of vacuum polarization by Coulomb center // Phys.Rev. - 1935 - v.48 - p.56-63.

5. Soff 0., Schlutter P..Müller В., Grelner W. Self energy ot electron» in critical fields // Fhya.Rev.Lett. -1982 - ▼..40

- p.1465-1468.

6. М&ркнов M.C., Попов B.C. Фазовый метод для уравнения Дирак* и вычисление критического заряда ядра //йЭТФ-1973-т.65-с.2141-51-

7. Soff О., Kuller В..Rafelski J. Precise values for critical fields in quantum electrodynamics // Z.Naturforsch. - 1974

- v.29 - p.1267-1275.

8. Drake S.w.?. QED effects in few-electrons atomic systems // Adv.Atom. Moleo. Phys. - 1982 - v.18 - p.399-461.

9. Tavemler M., Briand J.P., Indelicato P., Leisner D., and Richard P. Measurement of the (Is) Lamb shift of Hydrogenlike Krypton // J.Phys. B: Atom.Molec. Phys. - 1985 -v.18 - p.L327-L330.

10. Uowat R. et.al. Measurement of Lanb Shift in Lothiura-like Uranium // 22-nd EGAS -Uppsala - 1990 - p.138.

11. Ivanov L.H., Ivanova E.P., Aglitskii E.V. Modern trends in the spectroscopy of multi-charged ions // Phys.Reports

- 1988 - v.164 - p.315-375.

12. Ivanor L.H., Ivanova K.P. Extrapolation of atoraio ion energies by model potential method // Atom, and Hucl. Data Tables - 1979 - v.24 - p.95-101.

13. Ivanov L.H., Ivanova E.P., Kononov E.Ya., Churilov S.3.. Energy levels of the 41J and 513 states for Cu-like ions; experiment and calculation // Phyo.Scripta - 1986 - v.33

- p.401-405.

14. Hilsen J. Dielectronio satellite spectra for neon-like iona // Atom.Data Nucl.Data Tables - 1989 - v.41,H° 1 - p.131-

178.